界面梯形织构对熔覆层强韧性能影响研究
编号:192 访问权限:仅限参会人 更新:2020-10-27 17:32:42 浏览:396次 口头报告

报告开始:2020年11月15日 11:45(0)

报告时间:15min

所在会场:[N] 分会场十三:激光加工及增材制造技术论坛 [N1] 上午

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摘要
在本文中,通过在已加工有不同深度梯形织构的45#基板表面使用Fe基粉末进行激光熔覆,以获得强韧性良好的熔覆层。本文通过熔覆层的微观组织、显微硬度、抗拉强度和冲击韧性的试验研究以及温度场和应力场的数值模拟来探究具有不同深度梯形织构的熔覆层强韧性的变化机理。冲击和拉伸试验研究结果表明,随着织构深度由0.3mm增加至1.5mm,平行扫描方向的夏比试样冲击功Ak数值呈先上升后下降的变化趋势,最大值达26J,但均高于无织构的试样,而垂直扫描方向的试样冲击功在织构深度为0.9mm时,获得极大值为23J,拉伸试验曲线也呈现相似的变化趋势,即在织构深度0.9mm时获得最大的伸长率。显微硬度结果表明,垂直于扫描方向的有织构涂层横截面在织构凹槽处的硬度要明显高于相同高度处的基材,因此通常可显著增强熔覆层的耐磨性。为了更深入地研究界面织构与熔覆层强韧性的关系,采用MSC.Marc软件对简化后的激光熔覆过程使用复合热源并利用生死单元法进行温度场和应力场分析。温度场分析结果表明随扫描时间的增加,熔池的温度场呈亚平衡稳定状态,且随织构深度的增加,相同位置处的温度最大值随之减小,而应力场分析结果发现随织构深度的增加,界面处的应力集中现象越明显,且应力数值也越大。综合试验结果表明,由于熔覆层与基材形成良好的冶金结合,随织构深度的增加,熔覆层与基材的结合面积增大,基材与涂层的互锁作用显著增强,但织构凹槽处的应力集中也越严重,即基材与涂层的互锁作用与界面的应力集中呈竞争趋势,而二者的增长幅度不同,致使最终的冲击韧性及伸长率呈抛物线的变化趋势,但在织构深度为0.9mm时,获得了最佳的综合性能。
关键词
织构深度,互锁机制;冲击韧性,伸长率,应力集中
报告人
王好平
西南交通大学 盾构/TBM装备摩擦学设计实验室

稿件作者
王好平 西南交通大学 盾构/TBM装备摩擦学设计实验室
蒙树立 西南交通大学 盾构/TBM装备摩擦学设计实验室
章龙管 西南交通大学 盾构/TBM装备摩擦学设计实验室
段文军 西南交通大学 盾构/TBM装备摩擦学设计实验室
孙瑞雪 西南交通大学 盾构/TBM装备摩擦学设计实验室
莫继良 西南交通大学 盾构/TBM装备摩擦学设计实验室
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    初稿截稿日期

  • 11月16日 2020

    注册截止日期

主办单位
中国机械工程学会表面工程分会
承办单位
广东省新材料研究所
北京大学深圳研究生院
现代材料表面工程技术国家工程实验室
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